• 문화기술의 융합
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• 제9권1호
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• pp.545-550
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• 2023

차량 충돌 시 벨트를 잡아당겨 탑승자의 상해 가능성을 최소화하기 위한 안전장치인 프리텐셔너는 화약 폭발 방식으로 구동되므로 화재나 파편이 튀는 2차 사고의 위험이 있으며 사고 발생 후 프리텐셔너 내부의 가스 발생기 뿐만 아니라 매니폴더를 포함한 연결 부품 모두를 교체해야 하는 단점이 있다. 따라서 본 논문에서는 안전하고 반영구적으로 사용이 가능한 탄성력 기반 프리텐셔너를 제안한다. 기존 프리텐셔너의 작동 원리를 열역학적/동역학적 관점으로 분석한 후 프리텐셔너 전개를 위해 필요한 가스 폭발에너지를 탄성에너지로 변환하였다. 또한 비감쇠 진동해석을 통해 프리텐셔너 작동시간을 확인하였으며 폭발 압력과 전개 시간 조건을 모두 만족하는 스프링 강성을 선정하였다. 스프링 부착 위치에 따른 차량 내부 설치 규격을 고려하여 코일 스프링 형상 및 고정부를 설계하였으며 제작을 통해 탄성력 기반 프리텐셔너의 성능 검증을 수행하였다.

• 암석학회지
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• 제11권3_4호
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• pp.103-120
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• 2002

경기육괴의 남서부에 위치한 백동-홍성 일원에는 선캠브리아기 편마암복합체내에 초염기성암체들이 소규모 렌즈상의 암체로 산출된다. 백동지역에 나타나는 초염기성암체내에 변성염기성암이 부딘 형태로 나타난다. 이들 변성염기성암으로부터 3차에 걸친 변성작용이 인지된다. 1차 변성작용은 석류석안에 나타나는 포획광물들에 의해 정의되는 석류석+나트륨질 단사휘석+감섬석+사장석+티타나이트 광물군에 의해 인지되며 2차 변성작용은 기질의 석류석+단사휘석+각섬석+사장석 광물군에 의해 인지된다. 3차 변성작용은 후퇴변성작용시 석류석과 주변 휘석 사이에 형성된 심플렉타이트내의 각섬석+사장석 광물군에 의해 인지된다. 1차와 3차 변성작용시의 온도-압력 조건은 각각 $690-780^{\circ}C$, 11.8-15.9 kb 그리고 $490-610^{\circ}C$, 4.0-6.3 kb이다. 이러한 자료들은 백동의 변성염기성암이 에클로자이트상-고압백립암상-감섬암상 점이대로부터 고압백립암상-감섬암상 점이대를 지나 각섬암상으로의 후퇴변성을 경험하였음을 지시한다. 초염기성암 주변의 석류석 화강편마암에서 석류석 중심부와 가장자리로부터 얻은 온도-압력 조건은 각각 $615-815^{\circ}C$, 10.7-16.0 kb그리고 $575-680^{\circ}C$, 5.4-7.0 kb이며 이는 석류석 화강편마암도 변성염기성암과 유사한 변성진화과정을 경험하였음을 지시한다. 희유원소 분석치는 백동지역 변성염기성암의 지구조적 환경이 호상열도였음을 지시한다. 이러한 지질, 변성진화과정, 광물화학 그리고 지구조적 환경은 백동-홍성 지역이 산둥반도 수루 충돌대의 연장선일 가능성이 높음을 지시한다. 하지만 백동지역의 변성염기성암으로부터 얻어진 전암-석류석 Sm-Nd 연령인 268.7~297.9 Ma는 중국의 다비-수루 충돌대에서 인지되는 초고압변성작용 시기인 208~245 Ma보다 오래되었다. 이는 Sino-Korea 판과 Yangtz 판의 충돌이 중국보다 한반도에서 먼저 일어났을 가능성을 지시한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권12호
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• pp.74-79
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• 2017

본 하이브리드 노즐은 국부 지점에 집중적으로 분사하기 위해 소화 약제 주위로 워터미스트를 분사하여 커튼과 같이 약제를 가두어 목표 지점에 살포함으로써 소화 성능이 제고 된다. 본 연구에서는 수치해석 연구를 통해 노즐 기단 각 및 워터미스트 노즐 분사 압력이 하이브리드 노즐 성능에 미치는 영향을 워터미스트 및 소화 약제 액적의 평균 분포 반경을 기반으로 정량적으로 비교 분석 하였다. 워터미스트 노즐 실험 결과를 이용하여 수치해서 기법의 타당성을 검증하였으며, 유동장 내 액적 간 충돌, 병합 및 깨짐 등의 거동을 고려하기 위해 정상상태 2-way interaction Discrete Particle Modeling (DPM) 해석을 수행하였다. 분사 압력이 30 bar에서 60 bar로 증가함에 따라 워터미스트 액적의 평균 분포 반경은 약 40 % 감소하는 반면에 소화 약제의 평균 액적 분포 반경은 약 21 % 감소하였다. 또한 기단 각이 $30^{\circ}$에서 $60^{\circ}$로 2배 증가하였을 때 소화 약제의 평균 분포 반경은 약 24 % 증가하였다. 결과적으로 하이브리드 노즐은 워터미스트를 분사를 통해 내부에 분사된 소화 약제를 국부지점 집중적으로 분사하는 데 목적이 있으므로 소화 약제 액적의 평균 분포 반경을 고려하여 워터미스트 분사 압력과 기단 각의 설계가 중요할 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제36권3호
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• pp.172-177
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• 2014

가압형 부상법에 비해 낮은 압력에서 미세기포를 발생시키는 저압형 부상법을 슬러지 부상 농축에 적용하여 그 성능을 검증하고 실제 적용가능성을 확인하였다. 파일롯 규모의 저압형 부상조를 충남 N.S. 하수처리장에 설치하여 혼합슬러지의 농도, 응집제 주입량 및 혼합슬러지 대비 미세기포수의 비율과 같은 운전 변수가 혼합슬러지 농축에 미치는 영향을 확인하였다. 미세기포는 내부 압력이$1.5kgf/cm^2$으로 유지된 미세기포발생기에서 공기와 기포조제가 포함된 물을 고속 충돌 방식으로 발생시켰으며, 이를 부상농축 실험에 사용하였다. 장기운전 시 유입된 혼합슬러지의 SS 농도는 평균 14,400 mg/L였으며, 응집제 농도 27.6 mg/L, 기포조제 농도 4.0 mg/L, 혼합슬러지 대비 미세기포수의 비를 9.7%로 하여 저압형 부유부상조를 운전한 결과, 60,300 mg/L의 농축슬러지 고형물함량과 99% 이상의 고형물 회수율을 얻었다. 이 경우의 고형물 표면적 부하율은 $30kg/m^2/hr$로 2011년 환경부에서 제정한 하수도 상압 부상농축 시설기준 25 $kg/m^2/hr$을 상회하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권7호
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• pp.844-853
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• 2014

수상함정에 사용되는 능동소나는 통상적으로 구상선수부에 설치하게 된다. 따라서 구상선수부에 설치된 소나의 항해 중 유체력 및 수중 부유물에 의한 충돌 파손을 막기 위해 밀도가 낮으면서 강도가 높은 복합소재 재질의 소나돔 윈도우를 설치하게 된다. 외부 유체력 및 충격 발생 시 소나돔 윈도우의 안정도는 소나돔 윈도우 내외부의 압력 분포에 따라 달라지므로 본 연구에서는 소나돔 충, 배수 밸브의 상태에 따른 소나돔 윈도우의 내외부 압력변화를 해석적으로 검토하고 이에 따른 응력변화를 파악하고자 한다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권10호
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• pp.773-778
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• 2015

가스터빈 냉각 장치인 블레이드 등과 같은 산업 설계를 개선하기 위해 사각 수축 및 확대채널에서 축방향의 거리에 따라 국부 난류 열전달과 압력강하에 대해 실험적으로 조사하였다. 수축 및 확대채널의 한 면에만 리브($10mm{\times}100mm{\times}5mm(t)$)를 연속적으로 배치하였고 충돌 각은 $90^{\circ}$로 피치(p)/높이(e)의 비는 10이 되도록 하였다. 수축채널의 수력직경비($D_{ho}/D_{hi}$)는 0.75, 확대채널의 수력직경비는 1.33 그리고 직선채널은 1.00이다. 열성능 비교를 위해 3가지 보편적인 제약 조건을 채택 하였다. 즉 동일 유량, 동일 펌프 동력 그리고 동일한 압력 강하이다. 3가지 조건모두 확대 채널에서 우수한 열 성능을 보였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1998년도 제14회 학술발표회 논문개요집
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• pp.62-62
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• 1998

다이아몬드상 카본은 경도, 열전도 둥이 다이아몬드와 비슷하면서도 박막 성장이 쉬워 다른 재료의 표면보호용 코탱막으로 웅용되고 있다. 최근에 다이아몬드상 카본 박막의 이러한 특성은 전계방출 음극 소자가 이온 충돌, 온도 상승에 의해 마모되는 것을 방지 하는데도 용용되고 있다. 이러한 보호막 기능뿐만 다이아몬드상 카본 박막용 편평한 기 판에 성장시켜 평판 전계방출 음극으로 이용하는 것도 시도되고 었다. 본 연구에서는 이 온빔 스퍼트링 방법으로 다이아몬드상 카본 박막을 성장시켰다. 합성하기 전 챔버의 기 본 압력은 3.2 X 10-7 Torr이었다. 기판으로는 타이타니움 평판, n-타엽의 실리콘 평판, I ITO가 코탱된 유리 평판올 사용하였으며, 중착 전에 기판올 400 V, 15 mA의 알곤 이온 으로 1분간 스퍼트링하여 불순물 막을 제거하였다. 박막 합성시에는 챔버 압력이 3.5 x 1 10-4 To$\pi$가 될 때까지 알곤을 채우고 알곤빔 전류는 30 mA에 고정시키고 빔 에너지를 각각 750, 1000, 1250 eV로 바꾸면서 타켓올 스퍼트랭하였다. 질소를 다이아몬드상 카본 박막애 첨가하면 n-타업 불순물 주입 효과가 있게된다. 질소가 첨가된 박막을 만들기 위 해서는 별도의 이온 총올 사용하여 탄소 타켓 스퍼트령과 동시에 기판에 질소 이온을 입 사시켰다. 만들어진 시료로부터 3 X 10-7 To$\pi$ 진공에서 전류-전압 특성올 조사하였다. 양극으로는 면평한 금속판올 음극 위 150 11m 높이에 셜치하였다. 박막의 물성은 전자 현미경, 오제 전자분광 둥으로 조사하였다. 다이아몬드상 카본 박막을 다른 종류의 편명 한 기판에 합성 조건올 바꾸면서 성장시켜 박악의 특성파 기판이 전계방출에 미치는 영 향을 조사하였다. 합성된 다이아몬드상 카본필름의 전자방출 특성은 기판의 종류와 필름 의 구조 및 필름의 두께에 따라 크게 변화하였다. 이러한 전자방출 거동으로부터 전계 방출 메커니즘을 제시하고자 하였다. 또한, 다이아몬드상 카본 박막으로부터의 전계방출 은 전기장올 인가하는 방법에도 영향을 받는다. 따라서, 본 연구에서는 전기장올 순환 인 가하면서 전계방출 전후의 박막 특성 변화를 조사하여 전계방출 메커니즘올 연구하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제33권2호
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• pp.92-97
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• 2005

추력 10 tonf 액체로켓용 가스발생기를 최적설계하고 설계 검증을 위한 연소 실험을 실시하였다. 연소실에 사용된 인젝터는 F-O-F triplet 충돌형 인젝터 이었으며 추진제는 kerosene/LOX을 사용하였다. 측정된 연소 온도와 압력은 최적 설계에서 얻은 설계 값과 매우 유사한 값을 나타내어 최적설계가 적절히 이루어 졌음을 확인하였다. 그리고 난류 고리를 설치하여 연소가스의 혼합을 촉진시킨 결과, 연소실 압력은 3.2% 감소에 그친 반면, 반경 방향 온도분포는 편차가 15K 이하로 줄어들어 우수한 온도 분포 특성을 나타내었다. 또한 후단부에서 축 방향 온도분포를 측정한 결과 최적 설계로부터 얻은 가스발생기 길이를 10% 줄일 수 있음을 발견하였으며 난류고리의 위치를 적절히 조절한다면 그 이상의 길이 감소도 가능한 것으로 판단하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.120-120
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• 2018

반도체 소자나 디스플레이 패널 제조 공정에 가장 많이 사용되는 진공 펌프인 터보 분자 펌프는 오일을 사용하지 않고, 설치 방향이 자유로우며 넓은 작동 압력 영역을 가지고 있어서 고가임에도 불구하고 점점 더 사용 영역을 넓혀 가고 있다. 상하의 두 곳에 회전축을 지지하는 베어링이 필요한데, 기계식 금속 베어링을 채용하는 경우에는 반드시 윤활유를 공급해 주어야 하고, 고온, 부식성 또는 산화성 가스의 배기 시에는 퍼지 가스로 비활성인 질소나 알곤등을 이용하여 보호를 해주어야 한다. 반면, 자기 베어링을 채택한 모델은 윤활의 걱정에서 자유로울 수 있기 때문에 채용이 늘어나고 있다. 동일극의 반발력이나 반대극의 인상력을 이용한 구조를 갖게 되는데 갑작스러운 입구 쪽 압력의 증가 시에는 자석 끼리 부딪치는 일이 발생하고 이로 인해서 로터 모듈 전체에 큰 손상을 갖게 되므로 한 곳 정도에 비상용 터치 다운 베어링을 기계식으로 윤활제 없이 설치하기도 한다. 기본적으로 자기 베어링 방식은 로터 모듈의 부상과 제어를 위해서 3축 또는 5축 제어를 하게 되는데 여기에는 전자석의 전류를 미세하게 조정하여 피드백 하는 시스템을 활용하기 때문에 외부에서의 자기장이 일정값 이상 침투하게 되면 제어 회로의 기능에 문제를 일으키게 된다. 또한 축 방향에 수직인 자기장의 강도가 높아지면 고속으로 회전하는 금속 블레이드가 자속을 자르게 되므로 표면에 와전류가 발생하여 문제가 된다. 터보 분자 펌프는 회전자와 고정자 간격이 1 mm 이내로 작아서 약간의 진동이라도 발생하면 회전자와 고정자 간에 충돌이 일어나고 이는 곧 파손으로 이어진다. 그림 1에는 파손 원인 분석을 위한 회전자 모듈의 수치 해석용 모델의 일부를 나타내었고, 그림 2에는 실제로 외부 자기장에 의한 파손이 발생한 사례의 자기 베어링 모듈의 사진을 나타내었다. 본 발표에서는 외부 자기장의 형태에 따라 제어 자기장에 미치는 영향을 CFD-ACE+(ESI corp)를 활용하여 해석하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.117-117
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• 2010

나노입자 제조 기술이 점차 발전하면서 금속산화물, 반도체용 및 태양전지용, 신소재 등 다양한 응용분야에 사용하고 있다. 따라서 이와 같은 나노입자 제조방법으로는 펄스 레이저 용사법(pulsed laser ablation), 플라즈마 아크 합성법(plasma arc synthesis), 열분해법(pyrolysis), plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD)법 등과 같은 기상공정이 많이 사용되고 있다. 기상공정은 기존의 공정에 비해 고순도 입자의 대량 생산, 다성분 입자의 화학적 균질성 유지, 비교적 간단하고 깨끗한 공정 등의 장점을 가지고 있다. 기상공정에서 일반적인 입자 형성 메커니즘은 기체 상태의 화학 물질이 물리적 공정 혹은 화학 반응에 의해 과포화상태에 도달하게 되며, 이 때 동질 핵생성(homogeneous nucleation)이 일어나고 생성된 핵(nuclei)에 기체가 응축되고 충돌, 응집하면서 입자는 성장하게 된다. 열분해법은 실리콘 나노입자를 생산하는 기상공정 중 하나이다. 일반적으로 열분해 공정은 지속적으로 열이 가해지는 반응기 내에 반응기체인 $SiH_4$을 주입하고, 운반기체는 He, $H_2$, Ar, $N_2$ 등을 사용하였을 때, 높은 열로 인해 $SiH_4$가 분해되며, 이 때 가스-입자 전환 현상(gas to particle conversion)이 일어나 실리콘 입자가 형성된다. 그러나 입자 형성과정은 $SiH_4$ 농도, 유량, 작동 압력, 온도 등 매우 다양한 요소에 영향을 받는다. 고, 복잡한 화학반응 메커니즘에 의해 명확히 규명되지는 못하고 있다. 이에 본 연구에서는 복잡한 화학반응을 해석하는 상용코드 CHEMKIN 4.1.1을 이용하여 열분해 반응기 내에서의 실리콘 입자 형성, 성장, 응집, 전송 모델을 만들고 이를 수치해석하였다. 표면 반응, 응집, 전송에 의한 입자 성장 메커니즘을 포함하고 있는 aerosol dynamics model을 method of moment법으로 해를 구하였으며, 이를 실험 결과와 비교하여 모델링을 검증하였다. 또한 반응기의 온도, 압력, 가스 농도, 유량 등의 요소를 고려하여 실리콘 나노입자를 형성하는 최적의 조건을 연구하였다.